केंद्रीय द्विपद गुणांक: Difference between revisions

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[[File:Pascal triangle small.png|thumb|right|300px|पास्कल का त्रिकोण, पंक्तियाँ 0 से 7. केंद्रीय स्तंभ में संख्याएँ केंद्रीय द्विपद गुणांक हैं।]]गणित में nवां 'केंद्रीय [[द्विपद गुणांक]]' विशेष द्विपद गुणांक है
[[File:Pascal triangle small.png|thumb|right|300px|पास्कल का त्रिकोण, पंक्तियाँ 0 से 7. केंद्रीय स्तंभ में संख्याएँ केंद्रीय द्विपद गुणांक हैं।]]गणित में nवां ''''केंद्रीय [[द्विपद गुणांक|द्विपद गुणांक'<nowiki/>]]'''


: <math>{2n \choose n} = \frac{(2n)!}{(n!)^2} = \prod\limits_{k=1}^{n}\frac{n+k}{k} \text{ for all }n \geq 0.</math>
: <math>{2n \choose n} = \frac{(2n)!}{(n!)^2} = \prod\limits_{k=1}^{n}\frac{n+k}{k} \text{ for all }n \geq 0</math> विशेष द्विपद गुणांक है।
उन्हें केंद्रीय कहा जाता है क्योंकि वे पास्कल के त्रिभुज में सम-संख्या वाली पंक्तियों के ठीक बीच में दिखाई देते हैं। n = 0 से शुरू होने वाले पहले कुछ केंद्रीय द्विपद गुणांक हैं:
वे पास्कल के त्रिभुज में सम-संख्या वाली पंक्तियों के ठीक बीच में दिखाई देते हैं इसीलिए इन्हे केंद्रीय कहा जाता है। n = 0 से प्रारम्भ होने वाले पहले कुछ केंद्रीय द्विपद गुणांक


:{{num|1}}, {{num|2}}, {{num|6}}, {{num|20}}, {{num|70}}, {{num|252}}, 924, 3432, 12870, 48620, ...; {{OEIS|id=A000984}}
:{{num|1}}, {{num|2}}, {{num|6}}, {{num|20}}, {{num|70}}, {{num|252}}, 924, 3432, 12870, 48620, ...; {{OEIS|id=A000984}} हैं।


==संयुक्त व्याख्याएँ और अन्य गुण==
==संयुक्त व्याख्याएँ और अन्य गुण==


केंद्रीय द्विपद गुणांक <math>\binom{2n}{n}</math> व्यवस्थाओं की संख्या है जहां दो प्रकार की वस्तुएं समान संख्या में होती हैं। उदाहरण के लिए, जब <math>n=2</math>, द्विपद गुणांक <math>\binom{2 \cdot 2}{2}</math> 6 के बराबर है, और A की दो प्रतियों और B की दो प्रतियों की छह व्यवस्थाएँ हैं: AABB, ABAB, ABBA, BAAB, BABA, BBAA।
केंद्रीय द्विपद गुणांक <math>\binom{2n}{n}</math> व्यवस्थाओं की संख्या है जहां दो प्रकार की वस्तुएं समान संख्या में होती हैं। उदाहरण के लिए, जब <math>n=2</math>, द्विपद गुणांक <math>\binom{2 \cdot 2}{2}</math> 6 के बराबर है, और A की दो प्रतियों और B की दो प्रतियों की छह व्यवस्थाएँ AABB, ABAB, ABBA, BAAB, BABA, BBAA हैं।


वही केंद्रीय द्विपद गुणांक <math>\binom{2n}{n}</math> और बी से बनी लंबाई 2एन के शब्दों की संख्या भी है जहां कभी भी अधिक बी नहीं होते हैं{{'s}}ए से{{'s}} किसी भी बिंदु पर जब कोई बाएं से दाएं पढ़ता है। उदाहरण के लिए, जब <math>n=2</math>, लंबाई 4 के छह शब्द हैं जिनमें प्रत्येक उपसर्ग में कम से कम A की उतनी ही प्रतियां हैं जितनी B की: AAAA, AAAB, AABA, AABB, ABAA, ABAB।
वही केंद्रीय द्विपद गुणांक <math>\binom{2n}{n}</math> A और B से बनी लंबाई 2n के शब्दों की संख्या भी है जहां किसी भी बिंदु पर बाएं से दाएं पढ़ने पर A से अधिक B कभी नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, जब <math>n=2</math>, लंबाई 4 के छह शब्द हैं जिनमें प्रत्येक उपसर्ग में कम से कम A की B जितनी प्रतियां AAAA, AAAB, AABA, AABB, ABAA, ABAB हैं।


2 इंच के गुणनखंडों की संख्या <math>\binom{2n}{n}</math> n के द्विआधारी संख्या प्रतिनिधित्व में 1s की संख्या के बराबर है।<ref>{{Cite OEIS|sequencenumber=A000120}}</ref> परिणामस्वरूप, 1 एकमात्र विषम केंद्रीय द्विपद गुणांक है।
2 के गुणनखंडों की संख्या <math>\binom{2n}{n}</math> n के द्विआधारी प्रतिनिधित्व में 1s की संख्या के बराबर है।<ref>{{Cite OEIS|sequencenumber=A000120}}</ref> परिणामस्वरूप, 1 एकमात्र विषम केंद्रीय द्विपद गुणांक है।


==कार्य उत्पन्न करना==
==फलन उत्पन्न करना==


केंद्रीय द्विपद गुणांक के लिए सामान्य जनक फलन है
केंद्रीय द्विपद गुणांक के लिए सामान्य उत्पाद फलन  
<math display="block">\frac{1}{\sqrt{1-4x}} = \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n = 1 + 2x + 6x^2 + 20x^3 + 70x^4 + 252x^5 + \cdots.</math>
<math display="block">\frac{1}{\sqrt{1-4x}} = \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n = 1 + 2x + 6x^2 + 20x^3 + 70x^4 + 252x^5 + \cdots.</math>है।
इसे [[द्विपद श्रृंखला]] और संबंध का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है
इसे [[द्विपद श्रृंखला]] और संबंध का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है
<math display="block">\binom{2n}{n} = (-1)^n 4^n \binom{-1/2}{n}, </math>
<math display="block">\binom{2n}{n} = (-1)^n 4^n \binom{-1/2}{n} </math>का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है,
कहाँ <math>\textstyle\binom{-1/2}{n}</math> एक द्विपद_गुणांक#सामान्यीकरण_और_द्विपद_श्रृंखला_से_कनेक्शन_है।<ref>{{citation | last = Stanley | first = Richard P. | authorlink = Richard P. Stanley | title = Enumerative Combinatorics | volume = 1 | edition = 2 | at = Example 1.1.15 | publisher = Cambridge University Press | year = 2012 | isbn = 978-1-107-60262-5}}</ref>
केंद्रीय द्विपद गुणांक में घातीय जनक कार्य होता है
<math display="block"> \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n}\frac{x^n}{n!} = e^{2x} I_0(2x), </math>
जहां मैं<sub>0</sub> एक [[बेसेल फ़ंक्शन]] है।<ref name=Sloanes>{{Cite OEIS|sequencenumber=A000984|name=Central binomial coefficients}}</ref>
केंद्रीय द्विपद गुणांकों के वर्गों का जनक फलन पहले प्रकार के पूर्ण अण्डाकार समाकलन के संदर्भ में लिखा जा सकता है:{{cn|date=December 2021}}
:<math>\sum_{n=0}^{\infty} \binom{2n}{n}^2 x^{n} = \frac{4}{\pi(1 + \sqrt{1 - 16x})} K\left(\frac{1 - \sqrt{1 - 16x}}{1 + \sqrt{1 - 16x}}\right).</math>


जहाँ <math>\textstyle\binom{-1/2}{n}</math>एक सामान्यीकृत द्विपद गुणांक है।


केंद्रीय द्विपद गुणांक में घातीय उत्पाद फलन होता है<ref>{{citation | last = Stanley | first = Richard P. | authorlink = Richard P. Stanley | title = Enumerative Combinatorics | volume = 1 | edition = 2 | at = Example 1.1.15 | publisher = Cambridge University Press | year = 2012 | isbn = 978-1-107-60262-5}}</ref><math display="block"> \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n}\frac{x^n}{n!} = e^{2x} I_0(2x), </math>जहां I<sub>0</sub> पहली तरह का एक संशोधित बेसेल फलन है।<ref name="Sloanes">{{Cite OEIS|sequencenumber=A000984|name=Central binomial coefficients}}</ref>
केंद्रीय द्विपद गुणांकों के वर्गों का उत्पाद फलन पहले प्रकार के पूर्ण दीर्घवृत्तीय समाकलन
<math>\sum_{n=0}^{\infty} \binom{2n}{n}^2 x^{n} = \frac{4}{\pi(1 + \sqrt{1 - 16x})} K\left(\frac{1 - \sqrt{1 - 16x}}{1 + \sqrt{1 - 16x}}\right)</math>
के संदर्भ में लिखा जा सकता है।{{cn|date=December 2021}}
:
==स्पर्शोन्मुख वृद्धि==
==स्पर्शोन्मुख वृद्धि==


सरल सीमाएँ जो तुरंत अनुसरण करती हैं <math>4^n=(1+1)^{2n}= \sum_{k=0}^{2n} \binom{2n}{k}</math> हैं{{cn|date=April 2023}}
सरल सीमाएँ जो तत्काल <math>4^n=(1+1)^{2n}= \sum_{k=0}^{2n} \binom{2n}{k}</math>अनुसरण करती है,
<math display="block">\frac{4^n}{2n+1} \leq {2n \choose n} \leq 4^n\text{ for all }n \geq 0.</math>
<math display="block">\frac{4^n}{2n+1} \leq {2n \choose n} \leq 4^n\text{ for all }n \geq 0 </math> है।
[[स्पर्शोन्मुख विश्लेषण]] व्यवहार को और भी अधिक सटीक रूप से वर्णित किया जा सकता है:
 
<math display="block"> {2n \choose n} \sim \frac{4^n}{\sqrt{\pi n}}.</math>
[[स्पर्शोन्मुख विश्लेषण|स्पर्शोन्मुख]] व्यवहार को और भी अधिक सटीक रूप से  
<math display="block"> {2n \choose n} \sim \frac{4^n}{\sqrt{\pi n}}.</math>वर्णित किया जा सकता है।
इसे [[वालिस उत्पाद]] में हेरफेर करके या स्टर्लिंग के सूत्र के माध्यम से सिद्ध किया जा सकता है।{{cn|date=April 2023}}
इसे [[वालिस उत्पाद]] में हेरफेर करके या स्टर्लिंग के सूत्र के माध्यम से सिद्ध किया जा सकता है।{{cn|date=April 2023}}


==संबंधित क्रम==
==संबंधित क्रम==
निकट से संबंधित [[कैटलन संख्या]] सी<sub>''n''</sub> द्वारा दिए गए हैं:
निकट से संबंधित [[कैटलन संख्या]] C<sub>''n''</sub> द्वारा  


:<math>C_n = \frac{1}{n+1} {2n \choose n} = {2n \choose n} -
:<math>C_n = \frac{1}{n+1} {2n \choose n} = {2n \choose n} -
         {2n \choose n+1}\text{ for all }n \geq 0.</math>
         {2n \choose n+1}\text{ for all }n \geq 0</math> दी गई है।
केंद्रीय द्विपद गुणांकों का एक छोटा सा सामान्यीकरण उन्हें इस रूप में लेना है
केंद्रीय द्विपद गुणांकों का एक छोटा सा सामान्यीकरण उन्हें <math> \frac{\Gamma(2n+1)}{\Gamma(n+1)^2}=\frac{1}{n \Beta(n+1,n)}</math> के रूप में लेना है, उपयुक्त वास्तविक संख्या n के साथ, जहाँ <math>\Gamma(x)</math> [[गामा फ़ंक्शन|गामा फलन]] है और <math>\Beta(x,y)</math> [[बीटा फ़ंक्शन|बीटा फलन]] है।
<math> \frac{\Gamma(2n+1)}{\Gamma(n+1)^2}=\frac{1}{n \Beta(n+1,n)}</math>, उपयुक्त वास्तविक संख्या n के साथ, कहाँ <math>\Gamma(x)</math> [[गामा फ़ंक्शन]] है और <math>\Beta(x,y)</math> [[बीटा फ़ंक्शन]] है.


केंद्रीय द्विपद गुणांक को विभाजित करने वाले [[दो की शक्ति]] गोल्ड के अनुक्रम द्वारा दी गई है, जिसका nवां तत्व पास्कल के त्रिकोण की पंक्ति n में विषम पूर्णांकों की संख्या है।
केंद्रीय द्विपद गुणांक को विभाजित करने वाले [[दो की शक्ति|दो की घात]] गोल्ड के अनुक्रम द्वारा दी गई है, जिसका nवां तत्व पास्कल के त्रिकोण की पंक्ति n में विषम पूर्णांकों की संख्या है।


जनरेटिंग फ़ंक्शन का वर्ग करने से प्राप्त होता है
उत्पन्न फलन का वर्ग करने से प्राप्त होता है


:<math>\frac{1}{1-4x} = \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n</math>
:<math>\frac{1}{1-4x} = \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n \sum_{n=0}^\infty \binom{2n}{n} x^n</math>
के गुणांकों की तुलना करना <math>x^n</math> देता है
<math>x^n</math> के गुणांकों की तुलना करने देता है


:<math>\sum_{k=0}^n \binom{2k}{k}\binom{2n-2k}{n-k} = 4^n</math>
:<math>\sum_{k=0}^n \binom{2k}{k}\binom{2n-2k}{n-k} = 4^n</math>
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केंद्रीय द्विपद गुणांक का आधा <math>\textstyle\frac12{2n \choose n} = {2n-1 \choose n-1}</math> (के लिए <math>n>0</math>) {{OEIS|id=A001700}} वोल्स्टेनहोल्म के प्रमेय में देखा जाता है।
केंद्रीय द्विपद गुणांक का आधा <math>\textstyle\frac12{2n \choose n} = {2n-1 \choose n-1}</math> (के लिए <math>n>0</math>) {{OEIS|id=A001700}} वोल्स्टेनहोल्म के प्रमेय में देखा जाता है।


एर्दो के वर्गमुक्त अनुमान के अनुसार, 1996 में साबित हुआ, n > 4 वाला कोई भी केंद्रीय द्विपद गुणांक [[वर्गमुक्त पूर्णांक]] नहीं है।
एर्दो के वर्गमुक्त अनुमान के अनुसार, 1996 में प्रमाणित हुआ, n > 4 वाला कोई भी केंद्रीय द्विपद गुणांक [[वर्गमुक्त पूर्णांक|वर्गमुक्त]] नहीं है।


<math>\textstyle \binom{2n}{n}</math> पास्कल त्रिभुज की nवीं पंक्ति के वर्गों का योग है:<ref name=Sloanes/>
<math>\textstyle \binom{2n}{n}</math> पास्कल त्रिभुज की nवीं पंक्ति के वर्गों का योग<ref name=Sloanes/>


:<math>{2n \choose n}=\sum_{k=0}^n \binom{n}{k}^2</math>
:<math>{2n \choose n}=\sum_{k=0}^n \binom{n}{k}^2</math>है।
उदाहरण के लिए, <math>\tbinom{6}{3}=20=1^2+3^2+3^2+1^2</math>.
उदाहरण के लिए, <math>\tbinom{6}{3}=20=1^2+3^2+3^2+1^2</math>.


एर्दोज़ ने बर्ट्रेंड की अभिधारणा के प्रमाण में केंद्रीय द्विपद गुणांकों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया है।
एर्दोज़ ने बर्ट्रेंड की अभिधारणा के प्रमाण में केंद्रीय द्विपद गुणांकों का बड़े स्तर पर पर उपयोग किया है।


एक और उल्लेखनीय तथ्य यह है कि 2 को विभाजित करने की शक्ति <math>(n+1)\dots(2n)</math> बिलकुल है {{mvar|n}}.
एक और उल्लेखनीय तथ्य यह है कि 2 को विभाजित करने की घात<math>(n+1)\dots(2n)</math> पूर्णतया {{mvar|n}} है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
Line 88: Line 91:
==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
* {{planetmath|urlname=centralbinomialcoefficient|title=Central binomial coefficient}}
* {{planetmath|urlname=centralbinomialcoefficient|title=Central binomial coefficient}}
[[Category: भाज्य और द्विपद विषय]]


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Latest revision as of 06:49, 1 August 2023

पास्कल का त्रिकोण, पंक्तियाँ 0 से 7. केंद्रीय स्तंभ में संख्याएँ केंद्रीय द्विपद गुणांक हैं।

गणित में nवां 'केंद्रीय द्विपद गुणांक'

विशेष द्विपद गुणांक है।

वे पास्कल के त्रिभुज में सम-संख्या वाली पंक्तियों के ठीक बीच में दिखाई देते हैं इसीलिए इन्हे केंद्रीय कहा जाता है। n = 0 से प्रारम्भ होने वाले पहले कुछ केंद्रीय द्विपद गुणांक

1, 2, 6, 20, 70, 252, 924, 3432, 12870, 48620, ...; (sequence A000984 in the OEIS) हैं।

संयुक्त व्याख्याएँ और अन्य गुण

केंद्रीय द्विपद गुणांक व्यवस्थाओं की संख्या है जहां दो प्रकार की वस्तुएं समान संख्या में होती हैं। उदाहरण के लिए, जब , द्विपद गुणांक 6 के बराबर है, और A की दो प्रतियों और B की दो प्रतियों की छह व्यवस्थाएँ AABB, ABAB, ABBA, BAAB, BABA, BBAA हैं।

वही केंद्रीय द्विपद गुणांक A और B से बनी लंबाई 2n के शब्दों की संख्या भी है जहां किसी भी बिंदु पर बाएं से दाएं पढ़ने पर A से अधिक B कभी नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, जब , लंबाई 4 के छह शब्द हैं जिनमें प्रत्येक उपसर्ग में कम से कम A की B जितनी प्रतियां AAAA, AAAB, AABA, AABB, ABAA, ABAB हैं।

2 के गुणनखंडों की संख्या n के द्विआधारी प्रतिनिधित्व में 1s की संख्या के बराबर है।[1] परिणामस्वरूप, 1 एकमात्र विषम केंद्रीय द्विपद गुणांक है।

फलन उत्पन्न करना

केंद्रीय द्विपद गुणांक के लिए सामान्य उत्पाद फलन

है। इसे द्विपद श्रृंखला और संबंध का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है
का उपयोग करके सिद्ध किया जा सकता है,

जहाँ एक सामान्यीकृत द्विपद गुणांक है।

केंद्रीय द्विपद गुणांक में घातीय उत्पाद फलन होता है[2]

जहां I0 पहली तरह का एक संशोधित बेसेल फलन है।[3]

केंद्रीय द्विपद गुणांकों के वर्गों का उत्पाद फलन पहले प्रकार के पूर्ण दीर्घवृत्तीय समाकलन

के संदर्भ में लिखा जा सकता है।[citation needed]

स्पर्शोन्मुख वृद्धि

सरल सीमाएँ जो तत्काल अनुसरण करती है,

है।

स्पर्शोन्मुख व्यवहार को और भी अधिक सटीक रूप से

वर्णित किया जा सकता है। इसे वालिस उत्पाद में हेरफेर करके या स्टर्लिंग के सूत्र के माध्यम से सिद्ध किया जा सकता है।[citation needed]

संबंधित क्रम

निकट से संबंधित कैटलन संख्या Cn द्वारा

दी गई है।

केंद्रीय द्विपद गुणांकों का एक छोटा सा सामान्यीकरण उन्हें के रूप में लेना है, उपयुक्त वास्तविक संख्या n के साथ, जहाँ गामा फलन है और बीटा फलन है।

केंद्रीय द्विपद गुणांक को विभाजित करने वाले दो की घात गोल्ड के अनुक्रम द्वारा दी गई है, जिसका nवां तत्व पास्कल के त्रिकोण की पंक्ति n में विषम पूर्णांकों की संख्या है।

उत्पन्न फलन का वर्ग करने से प्राप्त होता है

के गुणांकों की तुलना करने देता है

उदाहरण के लिए, . (sequence A000302 in the OEIS)

अन्य जानकारी

केंद्रीय द्विपद गुणांक का आधा (के लिए ) (sequence A001700 in the OEIS) वोल्स्टेनहोल्म के प्रमेय में देखा जाता है।

एर्दो के वर्गमुक्त अनुमान के अनुसार, 1996 में प्रमाणित हुआ, n > 4 वाला कोई भी केंद्रीय द्विपद गुणांक वर्गमुक्त नहीं है।

पास्कल त्रिभुज की nवीं पंक्ति के वर्गों का योग[3]

है।

उदाहरण के लिए, .

एर्दोज़ ने बर्ट्रेंड की अभिधारणा के प्रमाण में केंद्रीय द्विपद गुणांकों का बड़े स्तर पर पर उपयोग किया है।

एक और उल्लेखनीय तथ्य यह है कि 2 को विभाजित करने की घात पूर्णतया n है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Sloane, N. J. A. (ed.). "Sequence A000120". The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences. OEIS Foundation.
  2. Stanley, Richard P. (2012), Enumerative Combinatorics, vol. 1 (2 ed.), Cambridge University Press, Example 1.1.15, ISBN 978-1-107-60262-5
  3. 3.0 3.1 Sloane, N. J. A. (ed.). "Sequence A000984 (Central binomial coefficients)". The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences. OEIS Foundation.
  • Koshy, Thomas (2008), Catalan Numbers with Applications, Oxford University Press, ISBN 978-0-19533-454-8.


बाहरी संबंध